JP2005320490A - Epoxy resin composition and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an epoxy resin composition having good curability, storability and fluidity, and a semiconductor device excellent in soldering crack resistance and reliability of moisture resistance. <P>SOLUTION: The epoxy resin composition comprises (A) a compound having two or more epoxy groups in one molecule, (B) a compound having two or more phenolic hydroxy groups in one molecule, and (C) an organosilane compound represented by general formula (1). In formula (1), R<SP>1</SP>, R<SP>2</SP>and R<SP>3</SP>, which may be the same or different, indicate each any one of a 1-4C alkyl group, a 1-4C alkoxy group or a 6-12C aryl group; R<SP>4</SP>indicates a 1-6C hydrocarbon group; R<SP>5</SP>indicates an n-valent organic group; and n is an integer of 1-3. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、エポキシ樹脂組成物および半導体装置に関するものである。   The present invention relates to an epoxy resin composition and a semiconductor device.

IC、LSI等の半導体素子を封止して半導体装置を製造する方法としては、エポキシ樹脂組成物を用いてトランスファー成形により封止する方法が、低コストで、大量生産に適しているという点で広く用いられている。また、これら半導体装置の特性や信頼性の向上を図る場合、エポキシ樹脂組成物において、エポキシ樹脂や、硬化剤であるフェノール樹脂の種類を検討することや、種々の有機シランカップリング剤を添加することが行われている。   As a method of manufacturing a semiconductor device by sealing semiconductor elements such as IC and LSI, a method of sealing by transfer molding using an epoxy resin composition is low in cost and suitable for mass production. Widely used. In addition, when improving the characteristics and reliability of these semiconductor devices, in the epoxy resin composition, study the types of epoxy resins and phenol resins that are curing agents, and add various organosilane coupling agents. Things have been done.

しかしながら、昨今の電子機器の市場動向において、機器の小型化、軽量化および高性能化に伴い、半導体の高集積化も年々進んでおり、また、製造工程において、半導体装置の表面実装化も促進されており、半導体素子の封止に用いられるエポキシ樹脂組成物への要求は、益々厳しいものとなってきている。このため、従来からのエポキシ樹脂組成物では、解決できない(対応できない)問題も生じている。   However, in recent electronic equipment market trends, as devices become smaller, lighter, and have higher performance, higher integration of semiconductors has been progressing year by year, and in the manufacturing process, surface mounting of semiconductor devices has also been promoted. Accordingly, demands for epoxy resin compositions used for sealing semiconductor elements have become increasingly severe. For this reason, the conventional epoxy resin composition also has a problem that cannot be solved (cannot be handled).

近年、鉛フリー半田を用いた表面実装方式への移行や半導体パッケージの小型化・薄型化、パッケージ形状の多様化に伴い、半導体封止材料の耐半田性の一層の向上が求められている。   In recent years, with the shift to the surface mounting method using lead-free solder, the miniaturization / thinning of the semiconductor package, and the diversification of the package shape, further improvement in the solder resistance of the semiconductor sealing material is required.

特に、実装温度上昇に伴う吸湿リフロー時に発生する内部クラックと共に、チップ界面の剥離が問題となってきており、封止材料と基材界面との密着性の向上が要求されるようになってきている。   In particular, peeling of the chip interface has become a problem along with internal cracks that occur during moisture absorption reflow accompanying the rise in mounting temperature, and improvement in the adhesion between the sealing material and the substrate interface has been required. Yes.

これら密着性を向上させ、耐半田性を改良する目的でメルカプト系やアミン系のシランカップリング剤を添加する方法が用いられている(例えば、特許文献1〜2参照。)。   A method of adding a mercapto-based or amine-based silane coupling agent is used for the purpose of improving the adhesion and improving the solder resistance (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

しかしながら、これらメルカプト系やアミン系のカップリング剤はエポキシ基と高い反応性を有する置換基を持つことにより、樹脂組成物に一般的に配合される硬化促進剤の存在下では、低温保管時におけるエポキシ樹脂の硬化反応の進行を速め、封止材料の保存安定性が低下する問題がある。このようなことから、諸成分混合時の厳密な品質管理、低温での保管や運搬、更に成形条件の厳密な管理が必須であり、取扱いが非常に煩雑となることから、耐半田性の向上に加えて物流・保管時の取扱い性の向上を目的とした保存性の向上が求められるようになってきている。   However, these mercapto-based and amine-based coupling agents have a substituent having high reactivity with an epoxy group, so that in the presence of a curing accelerator generally blended in a resin composition, it can be stored at low temperatures. There is a problem that the curing reaction of the epoxy resin is accelerated and the storage stability of the sealing material is lowered. Because of this, strict quality control when mixing various components, storage and transportation at low temperatures, and strict control of molding conditions are essential, and handling becomes very complicated, improving solder resistance. In addition to this, improvement in preservability has been demanded for the purpose of improving handling during distribution and storage.

特許第2803057号公報(第2〜3項)Japanese Patent No. 2803057 (No. 2 to 3) 特開平11−60905号公報(第2頁〜4頁)Japanese Patent Laid-Open No. 11-60905 (pages 2 to 4)

本発明の目的は、保存安定性や密着性に優れるエポキシ樹脂組成物、ならびに耐半田クラック性および耐湿信頼性に優れる半導体装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an epoxy resin composition excellent in storage stability and adhesion, and a semiconductor device excellent in solder crack resistance and moisture resistance reliability.

本発明者は、前述したような問題点を解決すべく、鋭意検討を重ねた結果、次のような事項を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found the following matters and have completed the present invention.

すなわち、エポキシ樹脂組成物に、密着付与成分として特定の有機シラン化合物を添加することにより、樹脂組成物が保存性に優れ、上記のエポキシ樹脂組成物の硬化物により半導体素子などの電子部品を封止してなる半導体装置が、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が発生し難いことを見出した。   That is, by adding a specific organic silane compound as an adhesion-imparting component to the epoxy resin composition, the resin composition has excellent storage stability, and electronic parts such as semiconductor elements are sealed with a cured product of the above epoxy resin composition. It has been found that even when the semiconductor device that is stopped is exposed to high temperatures, defects such as cracks and peeling are unlikely to occur.

即ち、下記(1)〜(6)の本発明により達成される。   That is, the present invention is achieved by the following (1) to (6).

(1) 1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)および一般式(1)で表される有機シラン化合物(C)を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。

Figure 2005320490
[式中、R1、R2およびR3は、炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のアルコキシ基、または炭素数が6〜12のアリール基のいずれかを表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。R4は、炭素数が1〜6の炭化水素基を表し、R5はn価の有機基を表す。nは1〜3の整数を表す。] (1) Compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and organic silane compound (C) represented by the general formula (1) ) As an essential component.
Figure 2005320490
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 represent any one of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, They may be the same or different. R 4 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 5 represents an n-valent organic group. n represents an integer of 1 to 3. ]

(2) 前記1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)が、下記一般式(2)で表されるエポキシ樹脂および下記一般式(3)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とする上記(1)に記載のエポキシ樹脂組成物。

Figure 2005320490
[式中、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。]
Figure 2005320490
[式中、R10〜R17は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、aは、1〜10の整数である。] (2) The compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule includes at least one of an epoxy resin represented by the following general formula (2) and an epoxy resin represented by the following general formula (3). The epoxy resin composition according to (1), which is a main component.
Figure 2005320490
[Wherein R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each represent one selected from a hydrogen atom, a linear or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a halogen atom, They may be the same or different. ]
Figure 2005320490
[Wherein, R 10 to R 17 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, a is an integer of 1-10. ]

(3) 前記1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)が、下記一般式(4)で表されるフェノール樹脂および下記一般式(5)で表されるフェノール樹脂の少なくとも一方を主成分とする上記(1)または(2)に記載のエポキシ樹脂組成物。

Figure 2005320490
[式中、R18〜R21は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、bは、1〜10の整数である。]
Figure 2005320490
[式中、R22〜R29は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、cは、1〜10の整数である。] (3) The compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is at least one of a phenol resin represented by the following general formula (4) and a phenol resin represented by the following general formula (5). The epoxy resin composition according to the above (1) or (2), comprising as a main component.
Figure 2005320490
[Wherein, R 18 to R 21 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, b is an integer of 1-10. ]
Figure 2005320490
[Wherein, R 22 to R 29 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same as or different from each other. However, c is an integer of 1-10. ]

(4) 無機充填材(D)を含む上記(1)〜(3)のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。 (4) The epoxy resin composition according to any one of (1) to (3), which includes an inorganic filler (D).

(5) 前記無機充填材の含有量は、前記1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、前記1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)との合計量100重量部あたり、200〜2400重量部である上記(4)に記載のエポキシ樹脂組成物。 (5) The content of the inorganic filler is the sum of the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. The epoxy resin composition according to the above (4), which is 200 to 2400 parts by weight per 100 parts by weight.

(6) 前記(5)に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物により電子部品を封止してなることを特徴とする半導体装置。 (6) A semiconductor device comprising an electronic component sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to (5).

本発明のエポキシ樹脂組成物は保存安定性および密着性に優れ、また本発明のエポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置は、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が生じ難い。   The epoxy resin composition of the present invention is excellent in storage stability and adhesion, and the semiconductor device sealed using the epoxy resin composition of the present invention is cracked, peeled off, etc. even when exposed to high temperatures. It is difficult to cause defects.

以下、本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体装置の好適実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the epoxy resin composition and the semiconductor device of the present invention will be described.

本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)と、特定構造のシラン化合物(C)とを含むものである。かかるエポキシ樹脂組成物は、保存安定性に優れたものである。また、前記エポキシ樹脂組成物を用いて封止した半導体装置は、高温に曝された場合であっても、クラックや剥離等の欠陥が生じ難い。   The epoxy resin composition of the present embodiment includes a compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, a compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and a silane compound having a specific structure. (C). Such an epoxy resin composition is excellent in storage stability. In addition, a semiconductor device encapsulated with the epoxy resin composition is less prone to defects such as cracks and peeling even when exposed to high temperatures.

以下、各成分について、順次説明する。
[化合物(A)]
本発明に用いる1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)は、1分子内にエポキシ基を2個以上有するものであれば、何ら制限はない。
Hereinafter, each component will be sequentially described.
[Compound (A)]
The compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule used in the present invention is not limited as long as it has two or more epoxy groups in one molecule.

この化合物(A)としては、例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノール型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂およびジヒドロキシベンゼン型エポキシ樹脂などのように、フェノール類やフェノール樹脂やナフトール類などの水酸基にエピクロロヒドリンを反応させて製造するエポキシ化合物、オレフィンを過酸により酸化させエポキシ化したエポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂およびグリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the compound (A) include bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, brominated bisphenol type epoxy resins and the like, biphenyl type epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins, and stilbene type epoxy resins. Such as phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin and dihydroxybenzene type epoxy resin. Epoxy compounds produced by reacting phosphorus, epoxy resins obtained by oxidizing olefins with peracids, glycidyl ester type epoxy resins and glycidyl amine type resins Carboxymethyl resins and the like, and these can be used singly or in combination of two or more of them.

これらの中でも、前記化合物(A)は、特に、前記一般式(2)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂および前記一般式(3)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂のいずれか一方または双方を主成分とするものを用いるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の成形時(例えば半導体装置の製造時等)の流動性が向上するとともに、得られた半導体装置の耐半田クラック性が、より向上する。   Among these, the compound (A) particularly includes one or both of the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (2) and the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the general formula (3). It is preferable to use the main component. Thereby, the fluidity at the time of molding of the epoxy resin composition (for example, at the time of manufacturing a semiconductor device) is improved, and the solder crack resistance of the obtained semiconductor device is further improved.

ここで、「耐半田クラック性の向上」とは、得られた半導体装置が、例えば、半田浸漬や半田リフロー工程等において、高温に曝された場合であっても、硬化物のクラックや剥離等の欠陥の発生が生じ難くなることを言う。   Here, “improvement of solder crack resistance” means that the obtained semiconductor device is exposed to high temperatures in, for example, a solder dipping or solder reflow process, even if the cured product is cracked or peeled off. This means that the occurrence of defects is less likely to occur.

ここで、前記一般式(2)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂における置換基R6〜R9は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Here, the substituents R 6 to R 9 in the biphenyl type epoxy resin represented by the general formula (2) are each a hydrogen atom, a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group, and a halogen atom. Represents one selected from the above, and these may be the same or different.

これらの置換基R6〜R9としては、水素原子、フェニル基の他に、例えば、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびシクロヘキシル基等が挙げられ、ハロゲン原子としては、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、メチル基であるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が低下し、例えば、半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となる。また、その硬化物は、吸水性が低減するので、得られた半導体装置は、その内部の部材の経時劣化(例えば断線の発生等)が好適に防止され、その耐湿信頼性が、より向上する。 As these substituents R 6 to R 9 , in addition to a hydrogen atom and a phenyl group, for example, as a chain or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and Examples of the halogen atom include a chlorine atom and a bromine atom. Among these, a methyl group is particularly preferable. Thereby, the melt viscosity of the epoxy resin composition is lowered, and the handling becomes easy, for example, at the time of manufacturing a semiconductor device. In addition, since the water absorption of the cured product is reduced, the obtained semiconductor device is preferably prevented from deterioration over time (for example, occurrence of disconnection) of the internal members, and the moisture resistance reliability is further improved. .

また、前記一般式(3)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂における置換基R10〜R17は、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Moreover, the substituents R 10 to R 17 in the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the general formula (3) represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, These may be the same as or different from each other.

これらの置換基R10〜R17としては、それぞれ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度が低下し、例えば半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となるとともに、半導体装置の耐湿信頼性が、より向上する。 Examples of these substituents R 10 to R 17 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom. Among these, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable. Is preferred. As a result, the melt viscosity of the epoxy resin composition is lowered, and for example, when the semiconductor device is manufactured, the handling becomes easy, and the moisture resistance reliability of the semiconductor device is further improved.

また、前記一般式(3)におけるaは、エポキシ樹脂単位の平均の繰り返し数を表している。すなわち、aは1〜10の範囲が好ましく、1〜5程度であるのがより好ましい。aを前記範囲とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性が、より向上する。   Moreover, a in the said General formula (3) represents the average repeating number of an epoxy resin unit. That is, a is preferably in the range of 1 to 10, more preferably about 1 to 5. By setting a in the above range, the fluidity of the epoxy resin composition is further improved.

[化合物(B)]
本発明に用いる1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)は、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有するものであり、前記化合物(A)の硬化剤として作用(機能)するものである。
[Compound (B)]
The compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule used in the present invention has two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule and acts as a curing agent for the compound (A) (function). )

この化合物(B)としては、例えば、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノール樹脂、フェノールアラルキル樹脂、ビフェニルアラルキル樹脂、トリスフェノール樹脂、キシリレン変性ノボラック樹脂、テルペン変性ノボラック樹脂およびジシクロペンタジエン変性フェノール樹脂が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the compound (B) include phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol resin, phenol aralkyl resin, biphenyl aralkyl resin, trisphenol resin, xylylene modified novolak resin, terpene modified novolak resin and dicyclopentadiene modified phenol resin. 1 type or 2 types or more of these can be used in combination.

これらの中でも、前記化合物(B)は、特に、前記一般式(4)で表されるフェノールアラルキル樹脂および前記一般式(5)で表されるビフェニルアラルキル樹脂のいずれか一方または双方を主成分とするものを用いるのが好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の成形時(例えば半導体装置の製造時等)の流動性が向上するとともに、得られた半導体装置の耐半田クラック性や耐湿信頼性が、より向上する。   Among these, the compound (B) is mainly composed of one or both of the phenol aralkyl resin represented by the general formula (4) and the biphenyl aralkyl resin represented by the general formula (5). It is preferable to use those that do. Thereby, the fluidity at the time of molding of the epoxy resin composition (for example, during the production of a semiconductor device) is improved, and the solder crack resistance and moisture resistance reliability of the obtained semiconductor device are further improved.

ここで、前記一般式(4)で表されるフェノールアラルキル樹脂における置換基R18〜R21、および、前記一般式(5)で表されるビフェニルアラルキル樹脂における置換基R22〜R29は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、これらは、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Here, the substituents R 18 to R 21 in the phenol aralkyl resin represented by the general formula (4) and the substituents R 22 to R 29 in the biphenyl aralkyl resin represented by the general formula (5) are: Each represents one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and a halogen atom, and these may be the same or different from each other.

これらの置換基R18〜R21およびR22〜R29としては、それぞれ、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、塩素原子および臭素原子等が挙げられるが、これらの中でも、特に、水素原子またはメチル基であるのが好ましい。かかるフェノール樹脂は、それ自体の溶融粘度が低いため、エポキシ樹脂組成物中に含有しても、エポキシ樹脂組成物の溶融粘度を低く保持することができ、その結果、例えば半導体装置の製造時等に、その取り扱いが容易となる。また、エポキシ樹脂組成物の硬化物(得られる半導体装置)の吸水性(吸湿性)が低減して耐湿信頼性がより向上するとともに、耐半田クラック性もより向上する。 Examples of these substituents R 18 to R 21 and R 22 to R 29 include a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a chlorine atom, and a bromine atom. Among these, a hydrogen atom or a methyl group is particularly preferable. Since such a phenol resin has a low melt viscosity per se, even when contained in the epoxy resin composition, the melt viscosity of the epoxy resin composition can be kept low. Moreover, the handling becomes easy. Moreover, the water absorption (hygroscopicity) of the cured product of the epoxy resin composition (obtained semiconductor device) is reduced, and the moisture resistance reliability is further improved, and the solder crack resistance is also improved.

また、前記一般式(4)におけるb、および、前記一般式(5)におけるcは、それぞれ、フェノール樹脂単位の平均の繰り返し数を表している。すなわち、bおよびcは、それぞれ1〜10の範囲が好ましく、1〜5程度であるのがより好ましい。bおよびcを、それぞれ、前記範囲とすることにより、エポキシ樹脂組成物の流動性の低下が好適に防止または抑制される。   Moreover, b in the said General formula (4) and c in the said General formula (5) represent the average repeating number of a phenol resin unit, respectively. That is, b and c each preferably have a range of 1 to 10, more preferably about 1 to 5. By setting each of b and c within the above ranges, a decrease in fluidity of the epoxy resin composition is preferably prevented or suppressed.

[化合物(C)]
本発明に用いる有機シラン化合物(C)は、1〜3個のビニレンスルフィド構造を有する化合物であり、前記一般式(1)で表されるものである。これらは、保存安定性を損なうことなく、金属基材と化学結合等を含めた相互作用することによって、樹脂組成物と金属基材との密着付与成分として機能するものである。
[Compound (C)]
The organosilane compound (C) used in the present invention is a compound having 1 to 3 vinylene sulfide structures and is represented by the general formula (1). These function as an adhesion imparting component between the resin composition and the metal substrate by interacting with the metal substrate, including chemical bonds, without impairing the storage stability.

ここで、前記一般式(1)において、ケイ素原子に結合する置換基R1、R2およびR3は、炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のアルコキシ基、または炭素数が6〜12のアリール基のいずれかを表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。 Here, in the general formula (1), the substituents R 1 , R 2, and R 3 bonded to the silicon atom are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or carbon It represents any of 6 to 12 aryl groups, which may be the same or different.

これらの置換基R1〜R3としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基およびブチル基等の炭素数が1〜4のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基およびブトキシ基等の炭素数が1〜4のアルコキシ基、フェニル基、ナフチル基およびビフェニル基等の炭素数が6〜12のアリール基が挙げられるが、これらの中でも、メトキシ基がより好ましい。 Examples of these substituents R 1 to R 3 include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. C6-C12 aryl groups, such as a C1-C4 alkoxy group, a phenyl group, a naphthyl group, and a biphenyl group, are mentioned, Among these, a methoxy group is more preferable.

前記一般式(1)において、ケイ素原子と芳香族基R5に結合する置換基R4は、炭素数が1〜6の炭化水素基を表す。 In the general formula (1), the substituent R 4 bonded to the silicon atom and the aromatic group R 5 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

これらの置換基R4としては、例えば、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基およびヘキサメチレン等のアルキレン基が挙げられる。これらの中でも、トリメチレン基がより好ましい。 Examples of these substituents R 4 include alkylene groups such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, and a hexamethylene group. Among these, a trimethylene group is more preferable.

前記一般式(1)において、R5は置換もしくは無置換のn価の有機基を表し、nは1〜3の整数を表す。 In the general formula (1), R 5 represents a substituted or unsubstituted n-valent organic group, and n represents an integer of 1 to 3.

これらの置換基R5としては、例えば、シクロヘキシル基、オクチル基、ラウリル基、ステアリル基およびジメチレンエーテル基等のアルキル基、1H−ベンゾトリアゾールメチレン基およびN−フタルイミドテトラメチレン基等の複素環基、フェニル基、ナフタレン基、ビフェニル基およびアントラセニル基等の芳香族基が挙げられる。これらの中でも、フェニル基やナフタレン基がより好ましい。 Examples of these substituents R 5 include alkyl groups such as cyclohexyl group, octyl group, lauryl group, stearyl group and dimethylene ether group, and heterocyclic groups such as 1H-benzotriazolemethylene group and N-phthalimidotetramethylene group. , Aromatic groups such as phenyl group, naphthalene group, biphenyl group and anthracenyl group. Among these, a phenyl group and a naphthalene group are more preferable.

前記一般式(1)において、置換基R1〜R4およびR5の組み合わせとしては、置換基R1〜R3がそれぞれメトキシ基、R4がトリメチレン基であり、R5がベンゼン環からなる基であるものが好適である。このものは、密着付与性に優れ、製造コストが安価である利点がある。 In the general formula (1), the combinations of the substituents R 1 to R 4 and R 5 are the substituents R 1 to R 3 are each a methoxy group, R 4 is a trimethylene group, and R 5 is a benzene ring. Those which are groups are preferred. This has the advantage that it has excellent adhesion imparting properties and is inexpensive to manufacture.

このような有機シラン化合物(C)は、従来のメルカプトシラン化合物と比較し、保存性を低下させることなく、基材との良好な密着性を発現するものである。   Such an organic silane compound (C) expresses good adhesion to the substrate without deteriorating the storage stability as compared with the conventional mercaptosilane compound.

ここで、有機シラン化合物(C)の合成方法、すなわち、前記一般式(1)で表される有機シラン化合物の合成方法について説明する。   Here, a method for synthesizing the organosilane compound (C), that is, a method for synthesizing the organosilane compound represented by the general formula (1) will be described.

本発明中に用いる前記一般式(1)で表される有機シラン化合物の合成方法としては、例えば、nモルのメルカプトプロピルトリメトキシシランおよびメルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン化合物と、n価のエチニル基やn価のプロパギル基のような三重結合を有する化合物とを、バルクまたは溶媒中で加熱反応させることにより得ることができ、その合成工程は、下記式(6)のように表される。かかる合成法により、容易かつ高収率で合成することが可能である。   Examples of the method for synthesizing the organic silane compound represented by the general formula (1) used in the present invention include an n-valent mercaptosilane compound such as mercaptopropyltrimethoxysilane and mercaptopropyltriethoxysilane, and an n-valent compound. A compound having a triple bond such as an ethynyl group or an n-valent propargyl group can be obtained by heat reaction in a bulk or solvent, and the synthesis process is represented by the following formula (6). . By such a synthesis method, it is possible to synthesize easily and with high yield.

Figure 2005320490
[式中、Rは、炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のアルコキシ基、または炭素数が6〜12のアリール基のいずれかを表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。R'は、炭素数が1〜6の炭化水素基を表し、R’’はn価の有機基を表す。nは1〜3の整数を表す。]
Figure 2005320490
[In the formula, R represents any of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms. It may be. R ′ represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R ″ represents an n-valent organic group. n represents an integer of 1 to 3. ]

上記合成工程において、好ましくは、バルク条件下で、メルカプトシラン化合物とエチニル化合物とを、50〜150℃程度で加熱反応することによって目的のシラン化合物を得ることができる。かかる反応は溶媒中においても実施することが可能であるが、生成物の分離生成の面から低沸点溶媒を用いることが好ましい。前記低沸点溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、トルエンおよびクロロホルム等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。前記メルカプトシラン化合物としては、前述のように、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシランおよびメルカプトプロピルジメトキシメチルシラン等を挙げることができ、前記三重結合を有する化合物としては、例えば、エチニルベンゼン、4−エチニルトルエン、エチニル−4−メトキシベンゼン、エチニル−4−ニトロベンゼン、1−エチニルナフタレン、4−エチニルビフェニル、1−エチニルシクロペンタノール、1−エチニルー1−シクロヘキサノール、α−エチニルベンジルアルコール、3−エチニルピリジン、1−プロパギル−1H−ベンゾトリアゾール、6−フタルイミド−1−へキシン、エチニルーp−トリルスルホンおよびエチニルトリメチルシランなどの1価エチニル化合物、1,3−ジエチニルベンゼン、1,5−ジエチニルナフタレン、9,10−ジエチニルアントラセン、1,3−ジエチニルテトラメチルジシロキサンおよびジプロパギルエーテルなどの2価エチニル化合物ならびに1,3,5−トリエチニルベンゼンのような3価エチニル化合物等が挙げられる。   In the above synthesis step, preferably, the target silane compound can be obtained by subjecting a mercaptosilane compound and an ethynyl compound to a heat reaction at about 50 to 150 ° C. under bulk conditions. Such a reaction can be carried out in a solvent, but it is preferable to use a low-boiling solvent from the standpoint of product separation. Examples of the low boiling point solvent include acetone, methyl ethyl ketone, n-hexane, n-heptane, cyclohexane, tetrahydrofuran, toluene, chloroform, and the like, and one or more of these can be used in combination. . Examples of the mercaptosilane compound include mercaptopropyltrimethoxysilane, mercaptopropyltriethoxysilane, and mercaptopropyldimethoxymethylsilane as described above. Examples of the compound having a triple bond include ethynylbenzene, 4-ethynyltoluene, ethynyl-4-methoxybenzene, ethynyl-4-nitrobenzene, 1-ethynylnaphthalene, 4-ethynylbiphenyl, 1-ethynylcyclopentanol, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, α-ethynylbenzyl alcohol, 3 Monovalent ethynyl compounds such as ethynylpyridine, 1-propargyl-1H-benzotriazole, 6-phthalimido-1-hexyne, ethynyl-p-tolylsulfone and ethynyltrimethylsilane Divalent ethynyl compounds such as 1,3-diethynylbenzene, 1,5-diethynylnaphthalene, 9,10-diethynylanthracene, 1,3-diethynyltetramethyldisiloxane and dipropargyl ether and 1,3,5 -A trivalent ethynyl compound such as triethynylbenzene and the like.

上記の反応(式(6))において、メルカプトシラン化合物に対する三重結合を有する化合物のモル比を高くすることによって、より付加反応を速めることができる。かかる場合においては、特性を損なわない範囲であれば、未反応の原料が残存しても構わないが、適宜、蒸留等による原料や溶媒の分離除去を行い純度を向上させることもできる。   In the above reaction (formula (6)), the addition reaction can be further accelerated by increasing the molar ratio of the compound having a triple bond to the mercaptosilane compound. In such a case, unreacted raw materials may remain as long as the characteristics are not impaired, but the purity can be improved by separating and removing the raw materials and the solvent by distillation or the like as appropriate.

なお、前記一般式(1)で表される有機シラン化合物の合成方法は、上記の合成反応ルートが簡便で一般的であるが、これらに何ら限定されるものではない。   The method for synthesizing the organosilane compound represented by the general formula (1) has a simple and general synthesis reaction route as described above, but is not limited thereto.

[無機充填材(D)]
無機充填材は、得られる半導体装置の補強を目的として、エポキシ樹脂組成物中に配合(混合)されるものであり、その種類については、特に制限はなく、一般に封止材料に用いられているものを使用することができる。
[Inorganic filler (D)]
The inorganic filler is blended (mixed) in the epoxy resin composition for the purpose of reinforcing the obtained semiconductor device, and there is no particular limitation on the type thereof, and it is generally used as a sealing material. Things can be used.

この無機充填材(D)としては、例えば、溶融破砕シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、2次凝集シリカ、アルミナ、チタンホワイト、水酸化アルミニウム、タルク、クレーおよびガラス繊維等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、特に、溶融シリカであるのが好ましい。溶融シリカは、本発明の硬化促進剤との反応性に乏しいので、エポキシ樹脂組成物中に多量に配合(混合)した場合でも、エポキシ樹脂組成物の硬化反応が阻害されるのを防止することができる。また、無機充填材(D)として、溶融シリカを用いることにより、得られる半導体装置の補強効果が向上する。   Examples of the inorganic filler (D) include fused crushed silica, fused silica, crystalline silica, secondary agglomerated silica, alumina, titanium white, aluminum hydroxide, talc, clay, and glass fiber. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, fused silica is particularly preferable. Since fused silica is poor in reactivity with the curing accelerator of the present invention, it is possible to prevent the curing reaction of the epoxy resin composition from being inhibited even when a large amount is blended (mixed) in the epoxy resin composition. Can do. Moreover, the reinforcement effect of the semiconductor device obtained improves by using a fused silica as an inorganic filler (D).

また、無機充填材(D)の形状としては、例えば、粒状、塊状、鱗片状等のいかなるものであってもよいが、粒状(特に、球状)であるのが好ましい。   Moreover, as a shape of an inorganic filler (D), what kind of things, such as a granular form, a lump shape, and a scale shape, may be sufficient, for example, It is preferable that it is granular (especially spherical shape).

この場合、無機充填材(D)の平均粒径は、1〜100μm程度であるのが好ましく、5〜35μm程度であるのがより好ましい。また、この場合、粒度分布は、広いものであるのが好ましい。これにより、無機充填材(D)の充填量(使用量)を多くすることができ、得られる半導体装置の補強効果が、より向上する。   In this case, the average particle diameter of the inorganic filler (D) is preferably about 1 to 100 μm, and more preferably about 5 to 35 μm. In this case, the particle size distribution is preferably wide. Thereby, the filling amount (usage amount) of the inorganic filler (D) can be increased, and the reinforcing effect of the obtained semiconductor device is further improved.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、有機シラン化合物(C)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、0.01〜10重量%程度であるのが好ましく、0.1〜5重量%程度であるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の密着特性が好ましく発現する。   In the epoxy resin composition of the present invention, the content (blending amount) of the organosilane compound (C) is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight. More preferably, it is about. Thereby, the adhesion characteristic of an epoxy resin composition expresses preferably.

また、前記1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、前記1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)との配合比率も、特に限定されないが、前記化合物(A)のエポキシ基1モルに対し、前記化合物(B)のフェノール性水酸基が0.5〜2モル程度となるように用いるのが好ましく、0.7〜1.5モル程度となるように用いるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の諸特性のバランスを好適なものに維持しつつ、諸特性が、より向上する。   Further, the compounding ratio of the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is not particularly limited. It is preferable that the phenolic hydroxyl group of the compound (B) is used in an amount of about 0.5 to 2 mol, and about 0.7 to 1.5 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of (A). More preferably it is used. Thereby, various characteristics improve more, maintaining the balance of the various characteristics of an epoxy resin composition to a suitable thing.

また、無機充填材(D)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、前記化合物(A)と前記化合物(B)との合計量100重量部あたり、200〜2400重量部程度であるのが好ましく、400〜1400重量部程度であるのが、より好ましい。無機充填材(D)の含有量が前記下限値未満の場合、無機充填材(D)による補強効果が充分に発現しないおそれがあり、一方、無機充填材(D)の含有量が前記上限値を超えた場合、エポキシ樹脂組成物の流動性が低下し、エポキシ樹脂組成物の成形時(例えば半導体装置の製造時等)に、充填不良等が生じるおそれがある。   The content (blending amount) of the inorganic filler (D) is not particularly limited, but is about 200 to 2400 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the compound (A) and the compound (B). It is preferable that the amount is about 400 to 1400 parts by weight. When content of an inorganic filler (D) is less than the said lower limit, there exists a possibility that the reinforcement effect by an inorganic filler (D) may not fully express, On the other hand, content of an inorganic filler (D) is the said upper limit. In the case of exceeding the above, the fluidity of the epoxy resin composition is lowered, and there is a possibility that poor filling or the like may occur when the epoxy resin composition is molded (for example, during manufacturing of a semiconductor device).

なお、無機充填材(D)の含有量(配合量)が、前記化合物(A)と前記化合物(B)との合計量100重量部あたり、400〜1400重量部であれば、エポキシ樹脂組成物の硬化物の吸湿率が低くなり、半田クラックの発生を防止することができる。かかるエポキシ樹脂組成物は、加熱溶融時の流動性も良好であるため、半導体装置内部の金線変形を引き起こすことが好適に防止される。   In addition, if content (blending amount) of an inorganic filler (D) is 400-1400 weight part per 100 weight part of total amounts of the said compound (A) and the said compound (B), an epoxy resin composition The moisture absorption rate of the cured product becomes low, and the occurrence of solder cracks can be prevented. Since such an epoxy resin composition has good fluidity when heated and melted, it is preferably prevented from causing deformation of the gold wire inside the semiconductor device.

また、無機充填材(D)の含有量(配合量)は、前記化合物(A)、前記化合物(B)や無機充填材(D)自体の比重を、それぞれ考慮し、重量部を体積%に換算して取り扱うようにしてもよい。   In addition, the content (blending amount) of the inorganic filler (D) is based on the specific gravity of the compound (A), the compound (B) and the inorganic filler (D) itself, and the parts by weight are volume%. You may make it handle by converting.

[硬化促進剤(E)]
本発明において、エポキシ基を2個以上有する化合物(A)と1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)の硬化反応を促進させる目的で硬化促進剤を添加することができる。硬化促進剤(E)は、エポキシ樹脂組成物の硬化反応を促進し得る作用(機能)を有するものであれば、何ら制限はない。
[Curing accelerator (E)]
In the present invention, a curing accelerator can be added for the purpose of promoting the curing reaction of the compound (A) having two or more epoxy groups and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. The curing accelerator (E) is not limited as long as it has an action (function) that can accelerate the curing reaction of the epoxy resin composition.

これら硬化促進剤としては、例えば、トリフェニルホスフィン、トリス(4−トリル)ホスフィン、トリス(4−ヒドロキシフェニル)ホスフィン、トリス(4−メチルフェニル)ホスフィンおよびトリス(4−メトキシフェニル)ホスフィン)等の第三ホスフィン類、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−7−ウンデセンおよび1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)−5−ノネン等のアミジン類、2−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾールおよび2−フェニル−4−メチルイミダゾール等のイミダゾール類、テトラフェニルホスホニウムテトラフェニルボレート等の4級ホスホニウム塩等が挙げられ、これらを1種または2種以上の組み合わせで用いることができる。
なお、上記硬化促進剤は一例であり、これらに何ら限定されるものではない。
Examples of these curing accelerators include triphenylphosphine, tris (4-tolyl) phosphine, tris (4-hydroxyphenyl) phosphine, tris (4-methylphenyl) phosphine, and tris (4-methoxyphenyl) phosphine). Tertiary phosphines, amidines such as 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -7-undecene and 1,5-diazabicyclo (4,3,0) -5-nonene, 2-methylimidazole, 2- Examples include imidazoles such as phenylimidazole and 2-phenyl-4-methylimidazole, quaternary phosphonium salts such as tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and the like, which can be used alone or in combination of two or more.
In addition, the said hardening accelerator is an example and is not limited to these at all.

本発明のエポキシ樹脂組成物において、硬化促進剤(E)の含有量(配合量)は、特に限定されないが、組成物全体に対して0.01〜1重量%程度であるのが好ましく、0.05〜0.5重量%程度であるのが、より好ましい。これにより、エポキシ樹脂組成物の硬化性、保存性、流動性および硬化物特性がバランスよく発現する。   In the epoxy resin composition of the present invention, the content (blending amount) of the curing accelerator (E) is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 1% by weight with respect to the entire composition. It is more preferably about 0.05 to 0.5% by weight. Thereby, the sclerosis | hardenability, preservability, fluidity | liquidity, and hardened | cured material characteristic of an epoxy resin composition are expressed with sufficient balance.

また、本発明のエポキシ樹脂組成物中には、前記(A)〜(D)の化合物(成分)と(E)の成分の他に、必要に応じて、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤、カーボンブラック等の着色剤、臭素化エポキシ樹脂、酸化アンチモン、リン化合物等の難燃剤、シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力成分、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸またはその金属塩類、パラフィン等の離型剤、酸化防止剤等の各種添加剤を配合(混合)するようにしてもよい。   In addition to the compounds (components) (A) to (D) and the component (E), the epoxy resin composition of the present invention may contain, for example, γ-glycidoxypropyl tri-propylene as necessary. Coupling agents such as methoxysilane, colorants such as carbon black, flame retardants such as brominated epoxy resins, antimony oxide and phosphorus compounds, low stress components such as silicone oil and silicone rubber, natural waxes, synthetic waxes, higher fatty acids or Various additives such as metal salts, mold release agents such as paraffin, and antioxidants may be blended (mixed).

本発明のエポキシ樹脂組成物は、前記(A)〜(D)の化合物(成分)と(E)の成分、および、必要に応じて、その他の添加剤等を、ミキサーを用いて常温混合し、熱ロール、加熱ニーダー等を用いて加熱混練し、冷却、粉砕することにより得られる。   In the epoxy resin composition of the present invention, the compounds (components) (A) to (D) and the components (E) and, if necessary, other additives are mixed at room temperature using a mixer. It is obtained by heating and kneading using a hot roll, a heating kneader, etc., cooling and pulverizing.

このようにして得られた本発明のエポキシ樹脂組成物は、メルカプト系やアミン系のカップリング剤を密着付与成分として用いたエポキシ樹脂組成物に比べて、保存安定性に優れる。その理由は、本発明の密着付与成分である有機シラン化合物(C)はエポキシ基と高い反応性を有するメルカプト基がチオエステル化されているため、低温では不活性であり、エポキシ樹脂の硬化反応がより進行し難いためである。   The epoxy resin composition of the present invention thus obtained is superior in storage stability as compared with an epoxy resin composition using a mercapto-based or amine-based coupling agent as an adhesion-imparting component. The reason is that the organosilane compound (C), which is an adhesion imparting component of the present invention, is inactive at low temperatures because the mercapto group having high reactivity with the epoxy group is thioesterified, and the curing reaction of the epoxy resin does not occur. This is because it is more difficult to proceed.

得られたエポキシ樹脂組成物をモールド樹脂として用いて、トランスファーモールド、コンプレッションモールドおよびインジェクションモールド等の成形方法で硬化成形することにより、半導体素子等の電子部品を封止する。これにより、本発明の半導体装置が得られる。   The obtained epoxy resin composition is used as a molding resin, and is cured and molded by a molding method such as transfer molding, compression molding, and injection molding, thereby sealing an electronic component such as a semiconductor element. Thereby, the semiconductor device of the present invention is obtained.

また、本発明の半導体装置の形態としては、特に限定されないが、例えば、SIP(Single Inline Package)、HSIP(SIP with Heatsink)、ZIP(Zig-zag Inline Package)、DIP(Dual Inline Package)、SDIP(Shrink Dual Inline Package)、SOP(Small Outline Package)、SSOP(Shrink Small Outline Package)、TSOP(Thin Small Outline Package)、SOJ(Small Outline J-leaded Package)、QFP(Quad Flat Package)、QFP(FP)(QFP Fine Pitch)、TQFP(Thin Quad Flat Package)、QFJ(PLCC)(Quad Flat J-leaded Package)、BGA(Ball Grid Array)等が挙げられる。   The form of the semiconductor device of the present invention is not particularly limited. For example, SIP (Single Inline Package), HSIP (SIP with Heatsink), ZIP (Zig-zag Inline Package), DIP (Dual Inline Package), SDIP (Shrink Dual Inline Package), SOP (Small Outline Package), SSOP (Shrink Small Outline Package), TSOP (Thin Small Outline Package), SOJ (Small Outline J-leaded Package), QFP (Quad Flat Package), QFP (FP) ) (QFP Fine Pitch), TQFP (Thin Quad Flat Package), QFJ (PLCC) (Quad Flat J-leaded Package), BGA (Ball Grid Array), and the like.

このようにして得られた本発明の半導体装置は、耐半田クラック性に優れる。その理由は、本発明の密着付与成分である有機シラン化合物(C)による樹脂硬化物と基材との密着に優れるため剥離が発生いため、耐半田クラック性に優れたものとなる。   The semiconductor device of the present invention thus obtained is excellent in solder crack resistance. The reason is excellent in the solder crack resistance because peeling occurs because the resin cured product by the organosilane compound (C) which is the adhesion imparting component of the present invention is excellent in adhesion to the substrate.

本実施形態では、本発明のエポキシ樹脂組成物を、半導体装置の封止材料として用いる場合について説明したが、本発明のエポキシ樹脂組成物の用途としては、これに限定されるものではない。また、エポキシ樹脂組成物の用途等に応じて、本発明のエポキシ樹脂組成物では、無機充填材の混合(配合)を省略することもできる。   Although this embodiment demonstrated the case where the epoxy resin composition of this invention was used as a sealing material of a semiconductor device, as an application of the epoxy resin composition of this invention, it is not limited to this. Moreover, according to the use etc. of an epoxy resin composition, in the epoxy resin composition of this invention, mixing (formulation) of an inorganic filler can also be abbreviate | omitted.

以上、本発明のエポキシ樹脂組成物および半導体装置の好適実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。   The preferred embodiments of the epoxy resin composition and the semiconductor device of the present invention have been described above, but the present invention is not limited thereto.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

まず、硬化促進剤として使用する化合物C1〜C5およびメルカプトプロピルトリメトキシシランを用意した。   First, compounds C1 to C5 and mercaptopropyltrimethoxysilane used as curing accelerators were prepared.

(化合物C1の合成)
撹拌装置および冷却装置付きの三つ口フラスコ(容量:50mL)に、メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.10mol)およびエチニルベンゼン10.2g(0.10mol)を仕込み、室温で攪拌し均一溶液とした。上記均一溶液を攪拌下、100℃で24時間反応した。反応液を50Torrの減圧下、蒸留を行い残存している原料を除去し、最終的に淡褐色透明の液体26.8gを得た。
(Synthesis of Compound C1)
Mercaptopropyltrimethoxysilane (19.6 g, 0.10 mol) and ethynylbenzene (10.2 g, 0.10 mol) were charged into a three-necked flask equipped with a stirrer and a cooling device (volume: 50 mL) and stirred uniformly at room temperature. It was set as the solution. The homogeneous solution was reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. The reaction solution was distilled under reduced pressure of 50 Torr to remove the remaining raw materials, and finally 26.8 g of a light brown transparent liquid was obtained.

この化合物をC1とした。化合物C1を、1H−NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、下記式(7)で表される目的のシラン化合物であることが確認された。得られた化合物C1の収率は、90%であった。 This compound was designated C1. As a result of analyzing the compound C1 by 1 H-NMR, mass spectrum, and elemental analysis, it was confirmed that it was the target silane compound represented by the following formula (7). The yield of the obtained compound C1 was 90%.

Figure 2005320490
Figure 2005320490

(化合物C2の合成)
撹拌装置および冷却装置付きの三つ口フラスコ(容量:50mL)に、メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.10mol)および1−エチニル−4−メトキシベンゼン13.2g(0.10mol)を仕込み、室温で攪拌し均一溶液とした。上記均一溶液を攪拌下、100℃で24時間反応した。反応液を10Torrの減圧下、蒸留を行い残存している原料を除去し、最終的に淡黄色透明の液体28.9gを得た。
(Synthesis of Compound C2)
19.6 g (0.10 mol) of mercaptopropyltrimethoxysilane and 13.2 g (0.10 mol) of 1-ethynyl-4-methoxybenzene are charged into a three-necked flask (volume: 50 mL) equipped with a stirrer and a cooling device. The mixture was stirred at room temperature to obtain a uniform solution. The homogeneous solution was reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. The reaction solution was distilled under reduced pressure of 10 Torr to remove the remaining raw materials, and finally 28.9 g of a pale yellow transparent liquid was obtained.

この化合物をC2とした。化合物C2を、1H−NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、下記式(8)で表される目的のシラン化合物であることが確認された。得られた化合物C2の収率は、88%であった。 This compound was designated C2. As a result of analyzing the compound C2 by 1 H-NMR, mass spectrum, and elemental analysis, it was confirmed that it was the target silane compound represented by the following formula (8). The yield of the obtained compound C2 was 88%.

Figure 2005320490
Figure 2005320490

(化合物C3の合成)
撹拌装置および冷却装置付きの三つ口フラスコ(容量:50mL)に、メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.10mol)および1−エチニルナフタレン15.2g(0.10mol)を仕込み、室温で攪拌し均一溶液とした。上記均一溶液を攪拌下、100℃で24時間反応した。反応液を10Torrの減圧下、蒸留を行い残存している原料を除去し、最終的に淡褐色透明の液体30.3gを得た。
(Synthesis of Compound C3)
19.6 g (0.10 mol) of mercaptopropyltrimethoxysilane and 15.2 g (0.10 mol) of 1-ethynylnaphthalene were charged into a three-necked flask (volume: 50 mL) equipped with a stirrer and a cooling device and stirred at room temperature. A homogeneous solution was obtained. The homogeneous solution was reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. The reaction solution was distilled under reduced pressure of 10 Torr to remove the remaining raw materials, and finally 30.3 g of a light brown transparent liquid was obtained.

この化合物をC3とした。化合物C3を、1H−NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、下記式(9)で表される目的のシラン化合物であることが確認された。得られた化合物C3の収率は、87%であった。 This compound was designated as C3. As a result of analyzing the compound C3 by 1 H-NMR, mass spectrum, and elemental analysis, it was confirmed that it was the target silane compound represented by the following formula (9). The yield of the obtained compound C3 was 87%.

Figure 2005320490
Figure 2005320490

(化合物C4の合成)
撹拌装置および冷却装置付きの三つ口フラスコ(容量:50mL)に、メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.10mol)およびジプロパギルエーテル4.7g(0.05mol)を仕込み、室温で攪拌し均一溶液とした。上記均一溶液を攪拌下、100℃で24時間反応した。反応液を10Torrの減圧下、蒸留を行い残存している原料を除去し、最終的に淡黄色透明の液体19.7gを得た。
(Synthesis of Compound C4)
19.6 g (0.10 mol) of mercaptopropyltrimethoxysilane and 4.7 g (0.05 mol) of mercaptopropyltrimethoxysilane were charged into a three-necked flask (volume: 50 mL) equipped with a stirrer and a cooling device, and stirred at room temperature. A homogeneous solution was obtained. The homogeneous solution was reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. The reaction solution was distilled under reduced pressure of 10 Torr to remove the remaining raw materials, and finally, 19.7 g of a pale yellow transparent liquid was obtained.

この化合物をC4とした。化合物C4を、1H−NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、下記式(10)で表される目的のシラン化合物であることが確認された。得られた化合物C4の収率は、81%であった。 This compound was designated as C4. As a result of analyzing the compound C4 by 1 H-NMR, mass spectrum, and elemental analysis, it was confirmed that it was the target silane compound represented by the following formula (10). The yield of the obtained compound C4 was 81%.

Figure 2005320490
Figure 2005320490

(化合物C5の合成)
撹拌装置および冷却装置付きの三つ口フラスコ(容量:50mL)に、メルカプトプロピルトリメトキシシラン19.6g(0.10mol)および1,3−ジエチニルベンゼン6.3g(0.05mol)を仕込み、室温で攪拌し均一溶液とした。上記均一溶液を攪拌下、100℃で24時間反応した。反応液を10Torrの減圧下、蒸留を行い残存している原料を除去し、最終的に淡褐色透明の液体23.8gを得た。
(Synthesis of Compound C5)
A three-necked flask (volume: 50 mL) equipped with a stirrer and a cooling device was charged with 19.6 g (0.10 mol) of mercaptopropyltrimethoxysilane and 6.3 g (0.05 mol) of 1,3-diethynylbenzene, Stir at room temperature to make a homogeneous solution. The homogeneous solution was reacted at 100 ° C. for 24 hours with stirring. The reaction solution was distilled under reduced pressure of 10 Torr to remove the remaining raw materials, and finally 23.8 g of a light brown transparent liquid was obtained.

この化合物をC5とした。化合物C5を、1H−NMR、マススペクトル、元素分析で分析した結果、下記式(11)で表される目的のシラン化合物であることが確認された。得られた化合物C5の収率は、92%であった。 This compound was designated as C5. Compound C5 was analyzed by 1 H-NMR, mass spectrum, and elemental analysis, and as a result, it was confirmed that it was the target silane compound represented by the following formula (11). The yield of the obtained compound C5 was 92%.

Figure 2005320490
Figure 2005320490

また、硬化促進剤としてトリフェニルホスフィンおよび1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンを用意した。   Further, triphenylphosphine and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene were prepared as curing accelerators.

[エポキシ樹脂組成物の調製および半導体装置の製造]
以下のようにして、前記化合物C1〜C5、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリフェニルホスフィン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセンを含むエポキシ樹脂組成物を調製し、半導体装置を製造した。
[Preparation of epoxy resin composition and manufacture of semiconductor device]
An epoxy resin composition containing the compounds C1 to C5, mercaptopropyltrimethoxysilane, triphenylphosphine, and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was prepared as follows, and a semiconductor device Manufactured.

(実施例1)
まず、化合物(A)として下記式(12)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン(株)製YX−4000HK)、化合物(B)として下記式(13)で表されるフェノールアラルキル樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。三井化学(株)製XLC−LL)、密着付与成分(有機シラン化合物(C))として化合物C1、硬化促進剤(D)として化合物トリフェニルホスフィン、無機充填材(E)として溶融球状シリカ(平均粒径15μm)、その他の添加剤としてカーボンブラック、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。
(Example 1)
First, a biphenyl type epoxy resin (YX-4000HK manufactured by Japan Epoxy Resin Co., Ltd.) represented by the following formula (12) as the compound (A), and a phenol aralkyl resin represented by the following formula (13) as the compound (B). (However, the number of repeating units: 3 represents an average value. XLC-LL manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) Compound C1 as an adhesion-imparting component (organosilane compound (C)), and compound tri as a curing accelerator (D). Phenylphosphine, fused spherical silica (average particle size 15 μm) as inorganic filler (E), and carbon black, brominated bisphenol A type epoxy resin and carnauba wax were prepared as other additives, respectively.

Figure 2005320490
<式(12)で表される化合物の物性>
融点 :105℃
エポキシ当量 :193
150℃のICI溶融粘度:0.15poise
Figure 2005320490
<Physical Properties of Compound Represented by Formula (12)>
Melting point: 105 ° C
Epoxy equivalent: 193
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 0.15 poise

Figure 2005320490
<式(13)で表される化合物の物性>
軟化点 :77℃
水酸基当量 :172
150℃のICI溶融粘度:3.6poise
Figure 2005320490
<Physical Properties of Compound Represented by Formula (13)>
Softening point: 77 ° C
Hydroxyl equivalent: 172
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 3.6 poise

次に、前記ビフェニル型エポキシ樹脂:52重量部、前記フェノールアラルキル樹脂:48重量部、化合物C1:2.98重量部、トリフェニルホスフィン:1.00重量部、溶融球状シリカ:730重量部、カーボンブラック:2重量部、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂:2重量部、カルナバワックス:2重量部を、まず室温で混合し、次いで熱ロールを用いて95℃で8分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物を得た。   Next, the biphenyl type epoxy resin: 52 parts by weight, the phenol aralkyl resin: 48 parts by weight, compound C1: 2.98 parts by weight, triphenylphosphine: 1.00 parts by weight, fused spherical silica: 730 parts by weight, carbon Black: 2 parts by weight, brominated bisphenol A type epoxy resin: 2 parts by weight, carnauba wax: 2 parts by weight are first mixed at room temperature, then kneaded at 95 ° C. for 8 minutes using a hot roll, and then cooled and ground. Thus, an epoxy resin composition was obtained.

次に、このエポキシ樹脂組成物をモールド樹脂として用い、100ピンTQFPのパッケージ(半導体装置)を8個、および、16ピンDIPのパッケージ(半導体装置)を15個、それぞれ製造した。   Next, using this epoxy resin composition as a mold resin, 8 100-pin TQFP packages (semiconductor devices) and 15 16-pin DIP packages (semiconductor devices) were produced, respectively.

100ピンTQFPは、金型温度175℃、注入圧力7.4MPa、硬化時間2分でトランスファーモールド成形し、175℃、8時間で後硬化させることにより製造した。   The 100-pin TQFP was manufactured by transfer molding at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 7.4 MPa and a curing time of 2 minutes, and post-cured at 175 ° C. for 8 hours.

なお、この100ピンTQFPのパッケージサイズは、14×14mm、厚み1.4mm、シリコンチップ(半導体素子)サイズは、8.0×8.0mm、リードフレームは、42アロイ製とした。   The package size of the 100-pin TQFP was 14 × 14 mm, the thickness was 1.4 mm, the silicon chip (semiconductor element) size was 8.0 × 8.0 mm, and the lead frame was 42 alloy.

また、16ピンDIPは、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、硬化時間2分でトランスファーモールド成形し、175℃、8時間で後硬化させることにより製造した。   The 16-pin DIP was manufactured by transfer molding at a mold temperature of 175 ° C., an injection pressure of 6.8 MPa and a curing time of 2 minutes, and post-cured at 175 ° C. for 8 hours.

なお、この16ピンDIPのパッケージサイズは、6.4×19.8mm、厚み3.5mm、シリコンチップ(半導体素子)サイズは、3.5×3.5mm、リードフレームは、42アロイ製とした。   The package size of the 16-pin DIP is 6.4 × 19.8 mm, the thickness is 3.5 mm, the silicon chip (semiconductor element) size is 3.5 × 3.5 mm, and the lead frame is made of 42 alloy. .

(実施例2)
まず、化合物(A)として下記式(14)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。日本化薬(株)製NC−3000P)、化合物(B)として下記式(15)で表されるビフェニルアラルキル型フェノール樹脂(ただし、繰り返し単位数:3は、平均値を示す。明和化成(株)製MEH−7851SS)、密着付与成分(有機シラン化合物(C))、硬化促進剤(トリフェニルホスフィン)、無機充填材(E)として溶融球状シリカ(平均粒径15μm)、その他の添加剤としてカーボンブラック、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂およびカルナバワックスを、それぞれ用意した。
(Example 2)
First, as a compound (A), a biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the following formula (14) (however, the number of repeating units: 3 shows an average value. NC-3000P manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), a compound ( B) a biphenylaralkyl type phenol resin represented by the following formula (15) (however, the number of repeating units: 3 represents an average value. MEH-7851SS manufactured by Meiwa Kasei Co., Ltd.), adhesion imparting component (organosilane compound) (C)), curing accelerator (triphenylphosphine), fused spherical silica (average particle size 15 μm) as inorganic filler (E), carbon black, brominated bisphenol A type epoxy resin and carnauba wax as other additives. , Each prepared.

Figure 2005320490
<式(14)で表される化合物の物性>
軟化点 :60℃
エポキシ当量 :272
150℃のICI溶融粘度:1.3poise
Figure 2005320490
<Physical Properties of Compound Represented by Formula (14)>
Softening point: 60 ° C
Epoxy equivalent: 272
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 1.3 poise

Figure 2005320490
<式(15)で表される化合物の物性>
軟化点 :68℃
水酸基当量 :199
150℃のICI溶融粘度:0.9poise
Figure 2005320490
<Physical properties of the compound represented by the formula (15)>
Softening point: 68 ° C
Hydroxyl equivalent: 199
ICI melt viscosity at 150 ° C .: 0.9 poise

次に、前記ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂:57重量部、前記ビフェニルアラルキル型フェノール樹脂:43重量部、化合物C1:2.98重量部、トリフェニルホスフィン:1.00重量部、溶融球状シリカ:650重量部、カーボンブラック:2重量部、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂:2重量部、カルナバワックス:2重量部を、まず室温で混合し、次いで熱ロールを用いて105℃で8分間混練した後、冷却粉砕して、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得た。   Next, said biphenyl aralkyl type epoxy resin: 57 parts by weight, said biphenyl aralkyl type phenol resin: 43 parts by weight, compound C1: 2.98 parts by weight, triphenylphosphine: 1.00 parts by weight, fused spherical silica: 650 parts by weight Part, carbon black: 2 parts by weight, brominated bisphenol A type epoxy resin: 2 parts by weight, carnauba wax: 2 parts by weight, first kneaded at room temperature and then kneaded at 105 ° C. for 8 minutes using a hot roll, The mixture was cooled and pulverized to obtain an epoxy resin composition (thermosetting resin composition).

次に、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。   Next, using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
化合物C1に代わり、化合物C2:3.28重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
Example 3
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3.28 parts by weight of compound C2 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 1, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例4)
化合物C1に代わり、化合物C2:3.28重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
Example 4
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that 3.28 parts by weight of compound C2 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 2, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例5)
化合物C1に代わり、化合物C3:3.48重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 5)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 3.48 parts by weight of compound C3 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 1, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例6)
化合物C1に代わり、化合物C3:3.48重量部を用いた以外は、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 6)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that 3.48 parts by weight of compound C3 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. A package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例7)
化合物C1に代わり、化合物C4:2.43重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 7)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.43 parts by weight of compound C4 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 1, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例8)
化合物C1に代わり、化合物C4:2.43重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 8)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that 2.43 parts by weight of compound C4 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 2, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例9)
化合物C1に代わり、化合物C5:2.59重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
Example 9
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that 2.59 parts by weight of compound C5 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 1, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例10)
化合物C1に代わり、化合物C5:2.59重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 10)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that 2.59 parts by weight of compound C5 was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was used. In the same manner as in Example 2, a package (semiconductor device) was manufactured.

(実施例11)
トリフェニルホスフィンに代わり、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン:0.60重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 11)
An epoxy resin composition (thermosetting) was carried out in the same manner as in Example 1 except that 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene: 0.60 parts by weight was used instead of triphenylphosphine. The resin composition was obtained, and a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1 using this epoxy resin composition.

(実施例12)
トリフェニルホスフィンに代わり、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン:0.60重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Example 12)
An epoxy resin composition (thermosetting) was conducted in the same manner as in Example 2 except that 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene: 0.60 parts by weight was used instead of triphenylphosphine. Resin package), and using this epoxy resin composition, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 2.

(比較例1)
化合物C1に代わり、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.96重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 1)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1 except that mercaptopropyltrimethoxysilane: 1.96 parts by weight was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was obtained. Using the product, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
化合物C1に代わり、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.96重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 2)
An epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2 except that mercaptopropyltrimethoxysilane: 1.96 parts by weight was used instead of compound C1, and this epoxy resin composition was obtained. Using the product, a package (semiconductor device) was manufactured in the same manner as in Example 2.

(比較例3)
化合物C1に代わり、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.96重量部、トリフェニルホスフィンに代わり、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン:0.60重量部を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例1と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 3)
Except that instead of compound C1, mercaptopropyltrimethoxysilane: 1.96 parts by weight and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene: 0.60 parts by weight instead of triphenylphosphine were used. Then, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 1, and a package (semiconductor device) was produced in the same manner as in Example 1 by using this epoxy resin composition. .

(比較例4)
化合物C1に代わり、メルカプトプロピルトリメトキシシラン:1.96重量部、トリフェニルホスフィンに代わり、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン:0.60重量部を用いた以外は、前記実施例2と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、前記実施例2と同様にしてパッケージ(半導体装置)を製造した。
(Comparative Example 4)
Except that instead of compound C1, mercaptopropyltrimethoxysilane: 1.96 parts by weight and 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene: 0.60 parts by weight instead of triphenylphosphine were used. Then, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained in the same manner as in Example 2, and a package (semiconductor device) was produced in the same manner as in Example 2 by using this epoxy resin composition. .

[特性評価]
各実施例および各比較例で得られたエポキシ樹脂組成物の特性評価(1)〜(3)、および、各実施例および各比較例で得られた半導体装置の特性評価(4)および(5)を、それぞれ、以下のようにして行った。
[Characteristic evaluation]
Characteristic evaluation (1) to (3) of the epoxy resin composition obtained in each example and each comparative example, and characteristic evaluation (4) and (5) of the semiconductor device obtained in each example and each comparative example ) Was performed as follows.

(1):スパイラルフロー
EMMI−I−66に準じたスパイラルフロー測定用の金型を用い、金型温度175℃、注入圧力6.8MPa、硬化時間2分で測定した。
(1): Spiral flow Using a mold for spiral flow measurement according to EMMI-I-66, measurement was performed at a mold temperature of 175 ° C, an injection pressure of 6.8 MPa, and a curing time of 2 minutes.

このスパイラルフローは、流動性のパラメータであり、数値が大きい程、流動性が良好であることを示す。   This spiral flow is a parameter of fluidity, and the larger the value, the better the fluidity.

(2):硬化トルク
キュラストメーター(オリエンテック(株)製、JSRキュラストメーターIV PS型)を用い、175℃、45秒後のトルクを測定した。
この硬化トルクは、数値が大きい程、硬化性が良好であることを示す。
(2): Curing torque Using a curast meter (Orientec Co., Ltd., JSR curast meter IV PS type), the torque after 175 ° C. and 45 seconds was measured.
This hardening torque shows that curability is so favorable that a numerical value is large.

(3):フロー残存率
得られたエポキシ樹脂組成物を、大気中30℃で1週間保存した後、前記(1)と同様にしてスパイラルフローを測定し、調製直後のスパイラルフローに対する百分率(%)を求めた。
このフロー残存率は、数値が大きい程、保存性が良好であることを示す。
(3): Flow residual ratio After the obtained epoxy resin composition was stored in the atmosphere at 30 ° C for 1 week, the spiral flow was measured in the same manner as in (1) above, and the percentage (% )
This flow residual ratio indicates that the larger the numerical value, the better the storage stability.

(4):耐半田クラック性
100ピンTQFPを85℃、相対湿度85%の環境下で168時間加湿処理し、その後、最高温度260℃のIRリフロー炉で2分間加熱処理した。
(4): Solder crack resistance 100-pin TQFP was humidified for 168 hours in an environment of 85 ° C. and 85% relative humidity, and then heat-treated in an IR reflow furnace at a maximum temperature of 260 ° C. for 2 minutes.

その後、顕微鏡下に、外部クラックの発生の有無を観察し、クラック発生率=(クラックが発生したパッケージ数)/(全パッケージ数)×100として、百分率(%)で表示した。   Then, the presence or absence of the occurrence of external cracks was observed under a microscope, and displayed as a percentage (%) as crack generation rate = (number of packages in which cracks occurred) / (total number of packages) × 100.

また、シリコンチップとエポキシ樹脂組成物の硬化物との剥離面積の割合を、超音波探傷装置を用いて測定し、剥離率=(剥離面積)/(シリコンチップの面積)×100として、8個のパッケージの平均値を求め、百分率(%)で表示した。   Further, the ratio of the peeled area between the silicon chip and the cured product of the epoxy resin composition was measured using an ultrasonic flaw detector, and the peel rate = (peeled area) / (silicon chip area) × 100. The average value of the package was obtained and expressed as a percentage (%).

これらのクラック発生率および剥離率は、それぞれ、数値が小さい程、耐半田クラック性が良好であることを示す。   These crack generation rate and peel rate indicate that the smaller the numerical value, the better the solder crack resistance.

(5):耐湿信頼性
16ピンDIPに、125℃、相対湿度100%の水蒸気中で、20Vの電圧を印加し、断線不良を調べた。15個のパッケージのうち8個以上に不良が出るまでの時間を不良時間とした。
(5): Moisture resistance reliability A voltage of 20 V was applied to a 16-pin DIP in water vapor at 125 ° C. and a relative humidity of 100%, and disconnection defects were examined. The time until a defect appears in 8 or more of the 15 packages was defined as a defect time.

なお、測定時間は、最長で500時間とし、その時点で不良パッケージ数が8個未満であったものは、不良時間を500時間超(>500)と示す。
この不良時間は、数値が大きい程、耐湿信頼性に優れることを示す。
各特性評価(1)〜(5)の結果を、表1に示す。
Note that the measurement time is 500 hours at the longest, and when the number of defective packages is less than 8 at that time, the defective time is indicated as over 500 hours (> 500).
This failure time indicates that the larger the numerical value, the better the moisture resistance reliability.
Table 1 shows the results of the characteristic evaluations (1) to (5).

Figure 2005320490
Figure 2005320490

表1に示すように、実施例1〜12で得られたエポキシ樹脂組成物(本発明のエポキシ樹脂組成物)は、いずれも、比較例に比べて保存性が良好であり、さらに、この硬化物で封止された各実施例のパッケージ(本発明の半導体装置)は、いずれも、耐半田クラック性が良好なものであった。   As shown in Table 1, all of the epoxy resin compositions (epoxy resin compositions of the present invention) obtained in Examples 1 to 12 have better storage stability than the comparative examples, and further this curing. Each of the packages of the embodiments (semiconductor device of the present invention) sealed with an object had good solder crack resistance.

これに対し、比較例1〜4で得られたエポキシ樹脂組成物は、いずれも、実施例と比較して保存性に劣るものであった。   On the other hand, all of the epoxy resin compositions obtained in Comparative Examples 1 to 4 were inferior in storage stability as compared with the Examples.

(実施例13〜18、比較例5および6)
化合物(A)として、前記式(12)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂:26重量部、前記式(14)で表されるビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂:28.5重量部、および、化合物(B)として、前記式(13)で表されるフェノールアラルキル樹脂:45.5重量部を配合した以外は、それぞれ、前記実施例1、3、5、7、9、11、比較例1、3と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、パッケージ(半導体装置)を製造した。
(Examples 13 to 18, Comparative Examples 5 and 6)
As the compound (A), the biphenyl type epoxy resin represented by the formula (12): 26 parts by weight, the biphenyl aralkyl type epoxy resin represented by the formula (14): 28.5 parts by weight, and the compound (B) ), Except for blending 45.5 parts by weight of the phenol aralkyl resin represented by the formula (13), respectively, Examples 1, 3, 5, 7, 9, 11, and Comparative Examples 1, 3 and Similarly, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained, and a package (semiconductor device) was manufactured using this epoxy resin composition.

各実施例13〜18、比較例5および6で得られたエポキシ樹脂組成物およびパッケージの特性評価を、前記と同様にして行ったところ、前記表1とほぼ同様の結果が得られた。   When the characteristics of the epoxy resin compositions and packages obtained in Examples 13 to 18 and Comparative Examples 5 and 6 were evaluated in the same manner as described above, the same results as in Table 1 were obtained.

(実施例19〜24、比較例7および8)
化合物(A)として、前記式(12)で表されるビフェニル型エポキシ樹脂:54.5重量部、化合物(B)として、前記式(13)で表されるフェノールアラルキル樹脂:24重量部、および、前記式(15)で表されるビフェニルアラルキル型フェノール樹脂:21.5重量部を配合した以外は、それぞれ、前記実施例1、3、5、7、9および11、比較例1および3と同様にして、エポキシ樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)を得、このエポキシ樹脂組成物を用いて、パッケージ(半導体装置)を製造した。
(Examples 19 to 24, Comparative Examples 7 and 8)
As compound (A), biphenyl type epoxy resin represented by the formula (12): 54.5 parts by weight, as compound (B), phenol aralkyl resin represented by the formula (13): 24 parts by weight, and Biphenyl aralkyl type phenol resin represented by the formula (15): Except for blending 21.5 parts by weight, Examples 1, 3, 5, 7, 9 and 11 and Comparative Examples 1 and 3, respectively, Similarly, an epoxy resin composition (thermosetting resin composition) was obtained, and a package (semiconductor device) was manufactured using this epoxy resin composition.

各実施例19〜24、比較例7および8で得られたエポキシ樹脂組成物およびパッケージの特性評価を、前記と同様にして行ったところ、前記表1とほぼ同様の結果が得られた。   When the characteristics of the epoxy resin compositions and packages obtained in Examples 19 to 24 and Comparative Examples 7 and 8 were evaluated in the same manner as described above, almost the same results as in Table 1 were obtained.

かかるエポキシ樹脂組成物を用いることにより、硬化性、保存性および流動性が良好なエポキシ樹脂組成物を得ることができる。このエポキシ樹脂は、電気・電子材料分野に好適に使用することができ、特に、耐半田クラック性および耐湿信頼性に優れた半導体素子等の電子部品を封止してなる電子部品装置を得ることができる。   By using such an epoxy resin composition, an epoxy resin composition having good curability, storage stability and fluidity can be obtained. This epoxy resin can be suitably used in the field of electrical and electronic materials, and in particular, to obtain an electronic component device in which an electronic component such as a semiconductor element excellent in solder crack resistance and moisture resistance reliability is sealed. Can do.

Claims (6)

1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)、1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)および一般式(1)で表される有機シラン化合物(C)を必須成分とすることを特徴とするエポキシ樹脂組成物。
Figure 2005320490
[式中、R1、R2およびR3は、炭素数が1〜4のアルキル基、炭素数が1〜4のアルコキシ基、または炭素数が6〜12のアリール基のいずれかを表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。R4は、炭素数が1〜6の炭化水素基を表し、R5はn価の有機基を表す。nは1〜3の整数を表す。]
Essentially a compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule, a compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule, and an organosilane compound (C) represented by the general formula (1) An epoxy resin composition, characterized by comprising a component.
Figure 2005320490
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 represent any one of an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, They may be the same or different. R 4 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R 5 represents an n-valent organic group. n represents an integer of 1 to 3. ]
1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)が、下記一般式(2)で表されるエポキシ樹脂および下記一般式(3)で表されるエポキシ樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2005320490
[式中、R6、R7、R8およびR9は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜6の鎖状もしくは環状アルキル基、フェニル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。]
Figure 2005320490
[式中、R10〜R17は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、aは、1〜10の整数である。]
The compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule is mainly composed of at least one of an epoxy resin represented by the following general formula (2) and an epoxy resin represented by the following general formula (3). The epoxy resin composition according to claim 1.
Figure 2005320490
[Wherein R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each represent one selected from a hydrogen atom, a linear or cyclic alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a phenyl group and a halogen atom, They may be the same or different. ]
Figure 2005320490
[Wherein, R 10 to R 17 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, a is an integer of 1-10. ]
前記1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)が、下記一般式(4)で表されるフェノール樹脂および下記一般式(5)で表されるフェノール樹脂の少なくとも一方を主成分とする請求項1または2に記載のエポキシ樹脂組成物。
Figure 2005320490
[式中、R18〜R21は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、bは、1〜10の整数である。]
Figure 2005320490
[式中、R22〜R29は、それぞれ、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基およびハロゲン原子から選択される1種を表し、互いに同一であっても異なっていてもよい。ただし、cは、1〜10の整数である。]
The compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule is mainly composed of at least one of a phenol resin represented by the following general formula (4) and a phenol resin represented by the following general formula (5). The epoxy resin composition according to claim 1 or 2.
Figure 2005320490
[Wherein, R 18 to R 21 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same or different from each other. However, b is an integer of 1-10. ]
Figure 2005320490
[Wherein, R 22 to R 29 each represent one selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and a halogen atom, and may be the same as or different from each other. However, c is an integer of 1-10. ]
無機充填材(D)を含む請求項1〜3のいずれかに記載のエポキシ樹脂組成物。   The epoxy resin composition in any one of Claims 1-3 containing an inorganic filler (D). 前記無機充填材の含有量は、前記1分子内にエポキシ基を2個以上有する化合物(A)と、前記1分子内にフェノール性水酸基を2個以上有する化合物(B)との合計量100重量部あたり、200〜2400重量部である請求項4に記載のエポキシ樹脂組成物。   The content of the inorganic filler is 100 weights in total of the compound (A) having two or more epoxy groups in one molecule and the compound (B) having two or more phenolic hydroxyl groups in one molecule. The epoxy resin composition according to claim 4, which is 200 to 2400 parts by weight per part. 請求項5に記載のエポキシ樹脂組成物の硬化物により電子部品を封止してなることを特徴とする半導体装置。   An electronic component is sealed with a cured product of the epoxy resin composition according to claim 5.
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